15. Бурильные головки для отбора керна: шарошечные, алмазные, pdc

шарош-я алмазная PDC

16. Понятие о режиме бурения. Параметры режима бурения и показатели работы долота

Режим бурения – это совокупность тех факторов, которые влияют на эффективность разрушения породы, определяют интенсивность износа долота и которыми можно управлять в процессе работы долота на забое.

• Оптимальный режим бурения – обеспечивает наилучшие показатели работы долота и углубления скважины (интервала).

• Специальный режим бурения – обеспечивает выполнение специальных операций (набор или стабилизация угла наклона ствола скважины; предотвращение искривления ствола скважины; отбор керна; вскрытие продуктивного пласта; аварийные работы в скважине и др.).

Факторы, определяющие режим бурения, называются параметрами режима бурения.

Основные параметры режима бурения

• Расход бурового раствора Q, м3/с (л/с);

• Осевая нагрузка на долото G, кН (тс);

• Частота вращения долота n, с-1 (об/мин).

• Плотность ρ, кг/м3 (г/см3) и другие свойства бурового раствора.

  1. Расход бурового раствора Q - обеспечивает полную и своевременную очистку забоя и скважины от шлама, а также работу ГЗД.

- условие очистки забоя: Q1=qуд Fз (qуд = 0,57 – 0,65 м/с)

- условие выноса шлама: Q2 = V Fк (V = 0,4 – 0,6 м/с)

- условие работы ГЗД

2. Осевая нагрузка на долото G - создает необходимое усилие для разрушения горной породы на забое.

G = g D (g = 1,5 – 15 кН/см)

3. Частота вращения долота n - оказывает влияние на скорость углубления забоя.

- низкооборотный режим n < 150 об/мин

- среднеоборотный режим n = от 150 до 450 об/мин

- высокооборотный режим n = от 450 до 750 об/мин

(Схема гидравлического индикатора веса гив-6)

1 – трубки; 2 – кран; 3 – пресс-бачок; 4 – регистрирующий прибор;

5 – показывающий прибор; 6 – манометр; 7 – трансформатор давления

Показатели работы долота (показатели бурения скважины)

• Проходка на долото, h (м);

• Время механического бурения, t (ч);

• Механическая скорость проходки, Vм = h / t (м/ч);

• Рейсовая скорость бурения, Vр = h / t+tсп (м/ч);

• Эксплуатационные затраты на 1 м проходки (стоимость 1 м проходки), руб/м.

Проходка на долото (h) – количество метров, пробуренных данным долотом от начала разрушения породы на забое до момента окончания его работы по углублению скважины.

Проходка за рейс долота (hр) – количество метров, пробуренных данным долотом от начала разрушения породы на забое до момента окончания его работы по углублению скважины и подъема долота на поверхность, с целью его повторного использования для бурения.

Обычно для шарошечных долот h = hр.

Для алмазных долот h = сумме hр.

Время механического бурения (tM) – количество часов работы долота при разрушении породы на забое.

Механическая скорость проходки – количество метров, пройденных данным долотом за единицу времени механического бурения.

Мехскорость проходки характеризует интенсивность разрушения породы на забое. Изменение текущей механической скорости связано с изнашиванием долота, чередованием пород по твердости, изменением режимных параметров в процессе отработки долота. Снижение механической скорости проходки свидетельствует о необходимости подъема долота.

Рейсовая скорость бурения – количество метров, пройденных данным долотом за единицу суммарного времени механического бурения, спуско-подъема долота и вспомогательных работ.

Рейсовая скорость определяет темп углубления скважины. Долото, поднятое при достижении максимума рейсовой скорости, обеспечивает наиболее быструю проходку ствола скважины.

Эксплуатационные затраты на 1 м проходки (стоимость одного метра проходки) равняются сумме стоимости долота, а также всех расходов, необходимых для углубления скважины в данном интервале бурения, отнесенных к длине этого интервала.

Расходы, необходимые для углубления скважины, выражаются в величине стоимости 1 часа работы буровой установки по затратам, зависящим от времени.

17. Зависимость мех скорости проходки от осевой нагрузки на долото

(опред. См. б. 16)

Влияние осевой нагрузки на долото

18. Зависимость мех скорости проходки от частоты вращения долота

(опред. См. б. 16)

19. Зависимость мех скорости проходки от расхода промывочной жидкости

(опред. См. б. 16)

20. Влияние свойств промывочной жидкости на мех скорость проходки

(опред. См. б. 16)

Основной эффект от применения смазочных добавок следует ожидать не от роста мех скорости проходки, а от увеличения стойкости долот и от снижения потерь мощности на трение в пределах всей скважины.

Рассмотрение влияния показателей свойств свойств буровых растворов на мех скорость проходки показало, что оно обусловлено изменением условий разрушения горной породы на забое:

1. изменением напряженного состояния горных пород;

2. изменением фильтрации дисперсионной среды через поверхность забояи соответсвенно характера проявления дифференциального давления;

3. изменением режима течения жидкости в призабойном слое и соответствующим изменением очистной способности жидкости

При вращательным способе бурения в скважине постоянно циркулирует поток промывочной жидкости – бурового раствора, который удаляет частички разрушенной горной породы (шлама) из призабойной зоны, охлаждает долото, промывает ствол скважины, выносит шлам на поверхность и обеспечивает эффективность всего процесса углубления.